Способ работы газогидравлического цилиндра и газогидравлический цилиндр

 

Изобретение относится к.гидромашиностроению и может быть использовано в конструкциях грузоподъемных машин. Целью изобретения является повышение КПД и расширение функциональных возможностей. Датчик 18 измеряет температуру и в формирователе 16 устанавливается временной интервал для подачи жидкости в газовую поршневую полость 12. Момент включения подачи жидкости определяется в зависимости от величины хода штока, которая выдаётся датчиком 17. При этом рабочая жидкость из полости 9 под давлением поступает в распылитель 13 и вспрыскивается в поршневую полость 12. В результате теплообмена с горячим газом рабочая жидкость нагревается и испаряется, охлаждая "газ. Скорость раздвижения цилиндра уменьшается и соответственно уменьшается давление жидкости в штоковой полости 9. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.^

союз сОветских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (я)5 F.15 В 15/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОPCКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4798949/29 (22) 04.01.90 (46) 15.02.92. Бюл. М 6 (75) В.И.Ахматов, В.В.Михайлов, В,П Прима, B.Å,Ñàáàíàåâ и О.M.Òoëîùóê (53) 62-225.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1341405, кл. F 15 В 15/16, 1985. (54) СПОСОБ РАБОТЫ ГАЗОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЦИЛИНДРА И ГАЗОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДР (57) Изобретение относится к.гидромашиностроению и может быть использовано в конструкциях грузоподьемных машин. Целью изобретения является повышение КПД. и расширение функциональных возможноИзобретение относится к машинострое-, we, в частности к пневмогидравлическим приводам систем подъема длинномерных грузов., . Известен способ работы ракетного двигателя твердого топлива путем выработкй горячих газов и снижения температуры продуктов сгорания за счет подачи в камеру двигателя охлаждающей жидкости, Недостатком этого способа работы является неоперативное регулирование параметров горячего газа у потребителя, а также невозможность учета изменения температуры окружающей среды при работе ракетме

ro двигателя твердого топлива в качестве газогенератора пневмогидравлического привода; что снижает рабочий диапазон температур. Наличие специального pesepвуара с охлаждающей жидкостью и системы стей. Датчик 18 измеряет температуру и в формирователе 16 устанавливается временной интервал для подачи жидкости в газовую поршневую полость 12. Момент включения подачи жидкости определяется в зависимости от величины хода штока, которая выдается датчиком 17. При этом рабочая жидкость из полости 9 под давлением поступает в распылитель 13 и вспрыскивается в поршневую полость 12. В результате теплообмена с горячим газом рабочая жидкость нагревается и испаряется, охлаждая таз.

Скорость раздвижения цилиндра уменьшается и соответственно уменьшается давление жидкости в штоковой полости 9. 2. с.п. ф-лы, 2 ил. подачи ее в камеру сгорания ведет к увеличению массогабаритных характеристик сис-.

° иий темы и снижает экономичность.

Наиболее близким к предлагаемому является пневмогидравлический привод, содержащий силовой цилиндр, плавающий ОС поршень с уплотнением, установленный в ци- Оф линдре с образованием пневматической и замкнутой гидравлической полости цилиндра, при этом пневмогидравлическая полость сообщена с источником пневмопитания через регулируемый запорный элемент, привод снабжен насосом, подключенным через электроуправляемый двухпозиционный четырехлинейный распределитель и обратный клапан к гидравлической полости, шток второй ступени размещен в штоке первой ступени с образованием возвратной полости. сообщенной

1712680 через регулируемый дроссель и распределитель с насосом и сливом, при этом гидравлическая полость дополнительно сообщена со сливом через электроуправляемый запорный элемент.

Недостатком способа работы этого привода является черезмерное повышение дав-. ления в жидкостной полости цилиндра в случае превышения летней температуры окружающей среды. ее средних значений. Это происходит вследствие снижения теплоотвода от горячего газа к конструкционным элементам силового цилиндра при сохранении величины энергии, подводимой к газу в источнике пневмопитания. Горячий газ, поступивший в газовую поршневую полость силового цилиндра, будет создавать давление на поршень даже при отключении пневмоисточника и прекращении подачи газа в цилиндр, При изменении знака нагрузки на растягивающую к силам инерции прибавится усилие, создаваемое давлением горячего газа. Результатом совместного действия этих сил станет резкое увеличение давления в жидкостной полости цилиндра, что ведет к необходимости увеличить прочность корпуса цилиндра и снижать скорость раздвижения.

Цель изобретения — повышение экономичности и расширение рабочего диапазона..

Для этого в способе работы пневмогидравлического привода путем подачи горячего газа от пневмоисточника в газовую поршневую полость силового цилиндра и охлаждения газа жидкостью, охлаждение горячего газа производят в газовой поршневой полости силового цилиндра, для чего впрыскивают в нее охлаждающую жидкость; в качестве охлаждающей жидкости используют рабочую жидкость пневмогидравлического привода, которую отбирают из штоковой полости силового цилиндра и подают через регулируемый гидрораспределитель, а время подачи определяют в зависимости от температуры окружающей среды и пути цилиндра.

Газогидравлический цилиндр содержит распылитель жидкости, силовой цилиндр, источник пневмопитания, соединенный через пневмораспределитель с газовой поршневой полостью цилиндра, а его жидкостная штоковая полость соединена через гидрораспределитель с гидроаккумулятором, и трубопроводы, привод снабжен преобразователем пути цилиндра с термоуправлением, управляющий выход которого подключен к дополнительному гидрораспределителю, установленному на трубопроводе, соединяющем жидкостную штоковую полость цилиндра с распылителем жидко сти, размещенным в газовой поршневой полости силового цилиндра, Предлагаемая последовательность one5 раций по охлаждению рабочей жидкостью горячего газа в газовой поршневой полости, в зависимости от пути цилиндра и температуры окружающей среды, а также соединение жидкостной штоковой поло10 сти цилиндра с распылителем жидкости, размещенным в газовой полости, через дополнительно установленный гидрораспределитель обеспечивает достижение цели изобретения. Это позволяет сделать вывод, 15 что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом, На фиг, 1 представлена принципиальная схема с отбором рабочей жидкости иэ

20 штоковой полости первой ступени; на фиг, 2 — то же, из штоковой полости последней ступени.

Газогидравлический цилиндр содержит силовой цилиндр 1 с телескопическими

25 штоками 2, 3, 4 и 5 соответственно первой, второй, третьей и четвертой ступеней и центральный шток 6 предпоследней третьей ступени с гидроаккумулятором 7, выполнен ным в штоке 6 и соединенным через гидро30 распределитель 8 с жидкостной штоковой полостью 9 последней четвертой ступени, источник пневмопитания 10 соединен через распределитель 11 с газовой поршневой полостью 12, в которой размещен распыли35 тель 13 рабочей жидкости, подключенный к трубопроводу 14 с установленным на нем дополнительным гидрораспределителем

15, управляющий вход 16 которого подключен к преобразователю 17 пути цилиндра с

40 термоуправлением от датчика 18 температуры окружающей среды, Для схемы варианта на фиг. 1 трубопровод 14 подключен к жидкостной штоковой полости 19, соединенной через второй гидрораспределитель 20 с

45 жидкостной поршневой полостью 21 остальных ступеней (второй, третьей и четвертой)..

Для схемы варианта на фиг.2 трубопровод 14 подключен к жидкостной штоковой

50 полости 9 последней четвертой ступени.

Гаэогидравлический цилиндр работает следующим образом, Датчик 18 измеряет температуру окружающей среды, а в преобразователе 17 ус55 танавливает интервал времени. в течение которого следует включить подачу охлаждающей жидкости в газовую полость 17.

Сигнал от датчика 18 температуры может быть дискретным, т.е. выдаваться при достижении температурой заранее . уста-.

1712680

20

35 новленных значений. Момент включенйя дополнительного гидрораспределителя 15 устанавливает преобразователь 17 в зави- . симости от пути цилиндра. Под путем ци линдра подразумевается параме-тр, 5 который характеризует положение цилиндра относительно основания (не показано).

Этим параметром может быть, например, угол поворота цилиндра, или ход ступеней,или интервал времени с начала выдвижения 10 ступеней и подъема груза. Контрольная величина этого параметра устанавливается заранее для каждого конкретного конструк.тивного выполнения привода отдельно, При прямом ходе (фиг.1) газ, имеющий высокую температуру, подается в rasosye полость 12 от источника пневмопитания -10 через распределитель 11 и перемещаетпервую, вторую, третью и четвертую ступени вниз. При движении первой ступени происходит сжатие жидкости в полости 19 и через второй гидрораспределитель 20 рабочая жидкость перетекает в жидкостную поршневую полость 21 остальных второй, третьей и четвертой ступеней. Происходит их выдвижение. По мере выдвижения последней четвертой ступени рабочая жидкость перетекает из жидкостной штоковой полости 9 через гидрораспределитель 8: в гидроаккумулятор 7, сжимая находящийся в. нем гаэ. Гидроаккумулятор 7 выполнен в центральном штоке 6 предпоследней ступени и при выдвижении штока 5 последней четвертой ступени его объем увеличивается и заполняется рабочей жидкостью

После того, как путь цилиндра достигнет установленной заранее величины преобразователь 17 выдает команду через управляющий вход 16 на включение допол- 40 нительного гидрораспределителя 15. РабО-. чая жидкость из штоковой полости 19 (фиг.1) или полости 9 (фиг.2) под давлением поступает на-трубопровод 14 в распы- . литель 13 и впрыскивается в газовую 45 поршневую полость 12. В результате тепло обмена с горячим газом рабочая жидкость нагревается и испаряется. Для испарения жидкости, например воды, гликвала, и т.п. необходимо большее количество тео-. 50 ла у H2O = 2500 кДж/кг. поэтому незначи-". тельная масса жидкости (100 г. ) способна .. сильно охладить горячий газ. Вследствие охлаждения снижается не только температура: . газа, но и его давление в газовой полости 55

12. Скорость раздвижения падает и соответственно уменьшается давление рабочей: жидкости в жидкостной штоковой полости

19 (для фиг,1) или полости 9 (для фиг. 2), Необходимость снижения давления в жидкостной штоковой полости связана с опасностью разрушения элементов цилиндра, при превышении в процессе в ыдвижения допустимых значений давления, которые возникают, если изменяется температура окружающей среды с отрицательной на положительную при неизменной мощности источника пневмопитания 10.

Обратный ход и складывание силового цилиндра осуществляется при сообщении газовой полости 12 через распределитель

11 с атмосферой. Одновременно прекращается подача горячего газа из источника пневмопитания 10 в газовую поршневую по лость 12. Гаэ, находящийся в гидроаккумуляторе 7, вытеснит рабочую жидкость через гидрораспределитель 8 в жидкостную штоковую полость 9 и произойдет складывание последней ступени. Дальнейшее складыва-ние происходит под действием опускаемого груза.

В варианте схемы на фиг. 1 регулирование скорости раздвижения возможно для любого этага раздвижения, но масса и габариты этого варианта больше, а для схемы на фиг. 2 регулирование возможно только при выдвижении последней четвертой ступени, но зато отсутствует жидкостная штоковая полость первой ступени и силовой цилиндр, соответственно, имеет меньшие массогабаритные характеристики.

Применение способа работы газогидравлического цилиндра позволяет увеличить скорость раздвижения при одновременном снижении нагрузок на элементы конструкции, а также отказаться от гидростанции для складывания цилиндра, что повыШает его ! экономичность, Снижение колебаний давления при изменении температуры окружающей среды расширяет рабочий диапазон устройства как по температурам, так и по временам раздвижения.

Формула изобретения

1. Способ работы газогидравлического цилиндра, при котором подают горячий гаэ от газогенератора и поршневую полость для раздвижения цилиндра, сопровождающегося охлаждением горячего газа, и одновременно создают противодавление с помощью рабочей жидкости в штоковой полости, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональныхх возможностей, охлаждение осуществляют за счет временного соединения поршневой и штоковой полостей для вспрыска рабочей жидкости в горячий газ в тече1712680 ние регулируемого временного интервала, пропорционального величине хода штока и температуре окружающей среды.

2, Гэзогидравлический цилиндр, содер- 5 жащий соединенную с газогенератором поршневую полость и штоковую полость, связанную через гидрораспределитель с гидроаккумулятором, отличающийся тем, что он снабжен размещенным в поршневой полости распылителем и связанным с последним и с штокбвой Полостью дополнительным управляемым гидрораспределителем, а также подключенным к управляющему входу последнего формирователем временных интервалоа. выполненным с датчиками хода штока и температуры окружающей среды.